超高壓對(duì)大豆脂肪氧合酶、營(yíng)養(yǎng)抑制因子和蛋白性質(zhì)的影響.pdf

1、近二十年來(lái)超高壓食品加工技術(shù)飛速發(fā)展并逐漸步入產(chǎn)業(yè)化。但是，和其他的新技術(shù)一樣，超高壓技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化突破必須通過(guò)建立一個(gè)評(píng)價(jià)其對(duì)食品安全、質(zhì)量方面影響的科學(xué)基礎(chǔ)來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣的定量評(píng)價(jià)無(wú)論是對(duì)滿足立法安全需要還是對(duì)滿足目前消費(fèi)者的食品質(zhì)量需求都是必不可少的。大豆富含豐富的蛋白質(zhì)和合理的氨基酸組成，是國(guó)際上公認(rèn)的一種全營(yíng)養(yǎng)食品。大豆蛋白具有重要的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和理化及功能特性(如凝膠性、乳化性、起泡性等)，所以被作為一種具有加工功能性的食品添加用中

2、間原料而廣泛應(yīng)用于食品行業(yè)。但大豆中含有多種酶類和一些抗?fàn)I養(yǎng)因子，傳統(tǒng)的熱處理技術(shù)雖然能有效殺死致病微生物和鈍化酶類，但是同樣會(huì)導(dǎo)致一些不良的化學(xué)變化從而影響產(chǎn)品的品質(zhì)。本研究的目的是利用新型超高壓加工技術(shù)處理豆?jié){及大豆分離蛋白溶液，初步探討超高壓處理對(duì)豆?jié){品質(zhì)、大豆脂肪氧合酶失活、營(yíng)養(yǎng)抑制因子失活、大豆分離蛋白理化及功能性質(zhì)的影響，為超高壓加工技術(shù)在大豆制品加工中的應(yīng)用、大豆蛋白的改性以及食品安全提供理論參考。
　　 以豆?jié){和

3、脂肪氧合酶粗提液為對(duì)象，研究了大豆脂肪氧合酶的超高壓失活動(dòng)力學(xué)。結(jié)果表明，大豆脂肪氧合酶的超高壓失活是不可逆的并且符合一階反應(yīng)動(dòng)力學(xué)規(guī)律；在某一恒定的溫度下，脂肪氧合酶的失活速率常數(shù)k隨著超高壓處理壓力的增加而增大，表明增加壓力可以加快脂肪氧合酶失活；在某一恒定的壓力下，脂肪氧合酶的失活速率常數(shù)在10-20℃出現(xiàn)最小值，表明Arrhenius方程不能適用于整個(gè)溫度區(qū)間；在中溫區(qū)域(20℃≤T≤60℃)，溫度對(duì)脂肪氧合酶失活速率常數(shù)的影響

4、隨著壓力的增加而降低；而脂肪氧合酶失活速率常數(shù)對(duì)壓力的敏感性大約在30℃最大。豆?jié){體系中脂肪氧合酶的失活速率常數(shù)要比粗酶提取液中小，但是從動(dòng)力學(xué)角度來(lái)看，體系的不同并沒(méi)有影響到脂肪氧合酶超高壓失活的反應(yīng)級(jí)數(shù)以及失活速率常數(shù)的溫度敏感性和壓力敏感性。
　　 在此基礎(chǔ)上，采用兩種完全不同的數(shù)學(xué)模型來(lái)描述壓力與溫度對(duì)脂肪氧合酶超高壓失活速率常數(shù)的影響。結(jié)果表明，不管以Eyring方程為起點(diǎn)建立的經(jīng)驗(yàn)數(shù)學(xué)模型還是以Hawley提出的熱力

5、學(xué)方程為基礎(chǔ)建立的熱動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型，都能夠成功地模擬兩個(gè)體系中壓力與溫度對(duì)大豆脂肪氧合酶超高壓失活速率常數(shù)的影響，但熱動(dòng)力學(xué)模型要比經(jīng)驗(yàn)數(shù)學(xué)模型更加精確。
　　 以豆?jié){作為研究對(duì)象，研究并優(yōu)化了大豆?fàn)I養(yǎng)抑制因子的超高壓失活條件。同樣的超高壓處理?xiàng)l件下，尿素酶發(fā)生失活的溫度(室溫)低于胰蛋白酶抑制劑(≥40℃)，溫度升高、壓力增大和時(shí)間延長(zhǎng)有利于營(yíng)養(yǎng)抑制因子的失活。中心組合旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)優(yōu)化顯示，在所考察的因素中，對(duì)尿素酶和胰蛋白酶抑制

6、劑超高壓失活的影響程度從大到小的排序?yàn)閴毫?、時(shí)間、溫度；理想的大豆?fàn)I養(yǎng)抑制因子的超高壓失活條件為壓力750MPa。溫度60℃、時(shí)間5min。
　　 兩種不同pH緩沖溶液體系中超高壓處理對(duì)大豆分離蛋白理化及功能性質(zhì)的研究發(fā)現(xiàn)，pH3.0的Gly-HCl緩沖溶液中超高壓處理提高大豆分離蛋白溶解度的程度顯著大于pH8.0的Tris-HCl緩沖溶液。游離巰基含量和蛋白質(zhì)表面疏水性的測(cè)定結(jié)果表明，壓力處理很可能導(dǎo)致了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的展開、內(nèi)部

7、疏水基團(tuán)的暴露以及新的二硫鍵的形成。超高壓處理前后大豆分離蛋白的體積排阻高效液相、動(dòng)態(tài)光散射技術(shù)和凝膠電泳分析發(fā)現(xiàn)，在pH3.0的Gly-HCl緩沖溶液中超高壓處理使大豆分離蛋白(包括不溶部分)發(fā)生結(jié)構(gòu)重組，形成可溶性大分子聚集體；在pH8.0的Tris-HCl緩沖溶液中超高壓處理可能造成了可溶性大分子聚集體的解聚。這些現(xiàn)象說(shuō)明，由于在不同pH緩沖溶液中大豆分離蛋白的存在形式不同，可能造成了其在超高壓處理過(guò)程中產(chǎn)生不同的結(jié)構(gòu)變化。超高壓

8、處理可以改善大豆分離蛋白的乳化性能和起泡性能，這種改善作用在pH3.0Gly-HCl緩沖溶液中得到顯著體現(xiàn)，這是因?yàn)槌邏禾幚聿坏@著提高了酸性條件下大豆分離蛋白的溶解度，而且還使其表面疏水性得到顯著的提高。超高壓能夠誘導(dǎo)一定濃度的大豆分離蛋白溶液形成凝膠。與處理時(shí)間以及溫度相比，壓力的變化對(duì)凝膠質(zhì)構(gòu)性質(zhì)的影響最大。凝膠的硬度隨著壓力的增加、溫度的升高以及處理時(shí)間的延長(zhǎng)而增大。12%大豆分離蛋白溶液在20℃、700MPa條件下處理15m

9、in后所形成的凝膠，其硬度已經(jīng)超過(guò)了常壓下85℃熱處理20min后形成的熱凝膠的硬度值。
　　 未處理、熱處理和超高壓處理豆?jié){的理化、風(fēng)味、色澤和流變等性質(zhì)比較表明，超高壓處理和熱處理不影響豆?jié){的pH值和電導(dǎo)率；熱處理提高了豆?jié){的表觀粘度，這是豆?jié){中蛋白質(zhì)的熱聚集效應(yīng)造成的；熱處理和超高壓處理對(duì)豆?jié){色澤影響較小；超高壓處理降低豆?jié){中已生成揮發(fā)性風(fēng)味成分的效果甚微，打漿前的超高壓處理可有效降低豆腥味；超高壓處理和熱處理不影響豆?jié){中